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CENTRO UNIVERSITÁRIO CESMAC
BRENNDA DE KASSIA ALVES DA SILVA LAURA OLIVEIRA LOPES
ANÁLISE DA COMPATIBILIZAÇÃO DE PROJETOS DE UM
EDIFÍCIO MULTIFAMILIAR UTILIZANDO A METODOLOGIA
BIM
MACEIÓ-ALAGOAS
2018/1
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BRENNDA DE KASSIA ALVES DA SILVA LAURA OLIVEIRA LOPES
ANÁLISE DA COMPATIBILIZAÇÃO DE PROJETOS DE UM
EDIFÍCIO MULTIFAMILIAR UTILIZANDO A METODOLOGIA
BIM
Trabalho de conclusão de curso apresentado como requisito final, para conclusão do curso de engenharia civil do centro universitário cesmac, sob a orientação do professor mestre Daniel Almeida Tenório e coorientação do professor mestre Rafael Araújo Gillou.
MACEIÓ-ALAGOAS
2018/1
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REDE DE BIBLIOTECAS CESMAC
S586a Silva, Brennda de Kassia Alves da
Análise da compatibilização de projetos de um edifício
multifamiliar utilizando a metodologia BIM / Brennda de Kassia Alves
da Silva . -- Maceió: 2018
83 f.: il.
TCC (Graduação em Engenharia civil) - Centro Universitário
CESMAC, Maceió - AL, 2018.
Orientador: Daniel Almeida Tenório
Coorientador: Rafael Araújo Gillou
1. BIM. 2. Projetos. 3. Navisworks.
I. Tenório, Daniel Almeida. II. Gillou, Rafael Araújo. III. Título.
CDU: 624
Evandro Santos Cavalcante
Bibliotecário CRB-4/1700
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AGRADECIMENTOS
Primeiramente agradecemos a Deus, que sempre nos conduziu com amor,
fraternidade e compaixão.
Ao companheirismo da dupla que foi adquirido desde o início da faculdade até
aqui, por toda paciência, amizade e dedicação.
Aos nossos pais que sempre estiveram presente e nos apoiaram desde o início,
nos dando força e suporte a cada novo desafio.
Aos nossos irmãos e avós, por todo cuidado e carinho.
Ao nosso orientador Prof.Msc. Daniel Tenório, pela compreensão, instrução e
dedicação.
Aos nossos namorados Melquiades e Heitor, pelo companheirismo e incentivo
nessa jornada.
Ao Eduardo Rodrigues, da R&A engenharia por o apoio e disponibilidade que
nos ofereceu, sendo de grande ajuda.
A todos nosso amigos e familiares por nos encorajar e torcer por a gente.
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ANALISE DA COMPATIBILIZAÇÃO DE PROJETOS DE UM EDIFÍCIO MULTIFAMILIAR UTILIZANDO A METODOLOGIA BIM
ANALYSIS OF THE COMPATIBILIZATION OF PROJECTS OF A MULTIFAMILIARY BUILDING USING THE BIM METHODOLOGY
Brennda de Kassia Alves da Silva Graduanda do curso de Engenharia Civil no CESMAC
[email protected] Laura Oliveira Lopes
Graduanda do curso de Engenharia Civil no CESMAC [email protected]
Daniel Almeida Tenório Mestre em Engenharia Civil pela Universidade de Alagoas
[email protected] Rafael Araújo Gillou
Mestre em Engenharia Civil pela Universidade de Alagoas [email protected]
RESUMO
A construção civil vem crescendo cada vez mais, devido a isso é importante a utilização de novas tecnologias, melhorias no sistema de planejamento e controle na produção para que sejam feitas obras com mais eficiências e sem erros que geram atrasos na hora da execução. Surge então a metodologia Building Information Modelling (BIM), com conceitos e ferramentas que permitem uma melhor visualização e um grande aumento de informações geradas pelo modelo, com inúmeras vantagens em toda construção do empreendimento, prometendo revolucionar a maneira de projetar de toda a edificação. Este trabalho tem como objetivo mostrar os benefícios que é possível obter com o uso dessa plataforma, para isso foi feita a elaboração dos projetos arquitetônico, estrutural e hidrosanitario de uma residência multifamiliar em Revit, compatibilizando-os no software Navisworks a fim de mostrar um relatório dos conflitos que existem entre projetos, de modo que os projetistas possam encontrar a melhor alternativa antes da sua execução. Com esta ferramenta é possível ter uma redução de tempo e custo, melhor idealização da obra e uma automatização dos processos.
PALAVRAS-CHAVES: BIM. Projetos. Navisworks.
ABSTRACT Civil construction has been growined more and more, due to this it is important to use new technologies, improvements in the planning and control system in production so that works are done with more efficiencies and without errors that generate delays at the time of execution. The Building Information Modeling (BIM) methodology emerges, with concepts and tools that allow a better visualization and a great increase of information generated by the model, with severals advantages in all construction of the enterprise, with promise to revolutionize the way of designing of the whole building. This work aims to show the benefits that can be obtained with the use of this platform, for it was done the elaboration of the architectural, structural and hydrosanitary projects of a multifamily residence in Revit, compatibilizing them in the software Navisworks in order to show a report of the conflicts existing between projects, so that the designers can find the best alternative before their execution. With this tool it is possible to have a time reduction and cost, better idealization of the work and an automation of processes.
KEYWORDS: BIM. Projects. Navisworks.
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Comparação de um modelo em 2D e 3D ................................................. 14
Figura 2 - Interporabilidade do modelo Bim .............................................................. 16
Figura 3 - Dimensões Bim ........................................................................................ 16
Figura 4 - Janela do Navisworks .............................................................................. 20
Figura 5 - Onde a é o vão menor e b o vão maior .................................................... 23
Figura 6 - Armadura em cruz .................................................................................... 23
Figura 7 - Modulo M ................................................................................................. 34
Figura 8 - Amarração em T....................................................................................... 34
Figura 9 - Amarração em L ....................................................................................... 34
Figura 10 - Ações do vento....................................................................................... 37
Figura 11 - Planta baixa ........................................................................................... 55
Figura 12 - Corte da planta baixa, apartamentos de 01 a 04 ................................... 56
Figura 13 - Corte planta baixa, apartamentos de 05 a 08 ........................................ 56
Figura 14 - Projeto arquitetônico na modelagem Revit 3D ....................................... 57
Figura 15 - Ilustração de 1 pavimento em 3D ........................................................... 58
Figura 16 - Projeto de alvenaria estrutural feito no revit em 3D................................ 58
Figura 17 - Projeto de um pavimento em alvenaria estrutural feito no Revit ............ 59
Figura 18 - Planta em 2D com sistema de água fria ................................................. 59
Figura 19 - Planta em 2D com sistema de esgoto .................................................... 60
Figura 20 - Projeto de água fria no Revit Mep .......................................................... 60
Figura 21 - Corte ilustrando tubulação de água fria .................................................. 61
Figura 22 - Projeto de esgoto no Revit Mep ............................................................. 61
Figura 23 - Corte ilustrando tubulação de esgoto ..................................................... 62
Figura 24 - Compatibilização dos projetos no Navisworks ....................................... 63
Figura 25 - Lista de interferências no navisworks ..................................................... 63
Figura 26 - Interferências de paredes no Revit......................................................... 64
Figura 27 - Parede não existente no arquitetônico ................................................... 65
Figura 28 - Interferência entre projetos .................................................................... 65
Figura 29 - Janela projeto arquitetônico ................................................................... 66
Figura 30 - Janela projeto estrutural ......................................................................... 66
Figura 31 - Interferências de paredes no Navisworks .............................................. 67
Figura 32 - Tubulação fora da parede ...................................................................... 67
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Figura 33 - Tubulação de água fria cruzando a de esgoto ....................................... 68
Figura 34 - Tubulação de água fria cruzando a de esgoto ....................................... 68
Figura 35 - Tubulação de água fria cruzando tubo de queda ................................... 69
Figura 36 - Proximidade entre diferentes tubulações ............................................... 69
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LISTA DE QUADROS
Quadro 1 - Classe de Agressividade Ambiental ....................................................... 26
Quadro 2 - Correspondência entre classe de agressividade ambiental e cobrimento
nominal para c= 10 mm ........................................................................................... 26
Quadro 3 - Valores de eficiência parede-bloco......................................................... 40
Quadro 4 - Altura dos pontos .................................................................................... 44
Quadro 5 - Tabela de pesos da norma ..................................................................... 44
Quadro 6 – Diâmetro calculado ................................................................................ 45
Quadro 7 - Perda de carga em conexões para tubo rugoso ..................................... 47
Quadro 8 - Perda de carga em conexões para tubo liso .......................................... 47
Quadro 9 - UHC em aparelhos sanitários ................................................................. 50
Quadro 10 - Dimensionamento de tubos de queda .................................................. 51
Quadro 11 - Dimensionamento de subcoletores e coletores prediais ...................... 51
Quadro 12 - Dimensionamento de colunas e barriletes de ventilação ...................... 52
Quadro 13 - Dimensionamento de tubos de queda .................................................. 52
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LISTA DE SIGLAS
BIM – Building Information Modeling
AEC – Arquitetura, Engenharia e Construção
PMI – Project Management Institute
BDS – Building Description System
BPM – Building Product Model
PIM – Product Information Model
IFC – Industry Foundation Classes
XML – Extended Markup Language
MEP – Mecânico, elétrico e hidráulico
CGP – Caixa de Gordura Pequena
CGS – Caixa de Gordura Simples
UHC – Unidade Hunter de Construção
ELU – Estado de Limite Único
ELS – Estado de Limite do Serviço
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SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 10 1.2 Objetivos ............................................................................................................ 12 1.2.1 Objetivos Gerais ............................................................................................... 12 1.2.2 Objetivos específicos........................................................................................ 12 2 REFERENCIAL TEORICO .................................................................................... 13 2.1 Bim ..................................................................................................................... 13 2.1.1 História e Origem ............................................................................................. 13 2.1.2 BIM ................................................................................................................... 14 2.1.3 Interoperabilidade ............................................................................................. 15 2.1.4 Dimensões ....................................................................................................... 16 2.2 Revit.................................................................................................................... 17 2.3 Compatibilização ............................................................................................... 19 2.3.1 Navisworks ....................................................................................................... 19 2.4 Projetos .............................................................................................................. 20 2.4.1 Projeto Arquitetônico ........................................................................................ 20 2.4.2 Projeto Estrutural .............................................................................................. 21 2.4.3 Projeto Hidrossanitário ..................................................................................... 40 3 METODOLOGIA .................................................................................................... 54 3.1 Tipo de estudo ................................................................................................... 54 3.2 Execução ............................................................................................................ 54 3.3 Local de estudo ................................................................................................. 54 3.4 Caso estudado ................................................................................................... 55 4 RESULTADOS ....................................................................................................... 57 4.1 Análise de projetos ........................................................................................... 57 4.1.1 Projeto arquitetônico......................................................................................... 57 4.1.2 Projeto de alvenaria estrutural .......................................................................... 58 4.1.3 Projeto hidrossanitário ...................................................................................... 59 4.1.4 Navisworks ....................................................................................................... 62 5 DISCURSSÃO ....................................................................................................... 64 5.1 Compatibilização ............................................................................................... 64 5.1.1 Projeto Arquitetônico e Alvenaria estrutural ..................................................... 64 5.1.2 Projeto Arquitetônico e Hidrossanitário ............................................................ 67 5.1.3 Projeto Água fria e esgoto ................................................................................ 68 6 CONCLUSÃO ........................................................................................................ 70 REFERÊNCIAS......................................................................................................... 72 APÊNDICE ................................................................................................................ 76 APÊNDICE A - MEMORIAL DE CÁLCULO ÁGUA FRIA .......................................... 76 APÊNDICE B - MEMORIAL DE CÁLCULO ESGOTO .............................................. 79 APÊNDICE C – QUANTITATIVOS ........................................................................... 80
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1 INTRODUÇÃO
A construção civil é uma das áreas que mais crescem no mundo e ao longo dos
anos vem sofrendo diversas transformações e grandes avanços tecnológicos. A
medida que a atividade da construção evolui, as dificuldades de projeto aumentam e
em consequência a execução também. Esses projetos quando não desenvolvidos em
ambiente multidisciplinar tendem a apresentar diversos erros, capazes de tornarem-
se um grande problema no futuro.
BIM, ou modelagem da informação da construção (Building Information
Modeling) é um conceito definido sob diferentes formas. Segundo Crotty (2012), a
modelagem BIM oportuna aos projetistas um mundo virtual antes que ele seja
concebido, gerando elementos inteligentes e totalmente compatíveis com o mundo
real. O BIM é uma excelente ferramenta tecnológica que permite a indústria da
arquitetura, engenharia e construção (AEC), o entendimento geral do projeto, gerando
um modelo virtual da edificação. Além de ser um processo menos passível a erro na
construção, resulta num englobamento de todos os projetistas e gera assim, uma
redução no tempo, economia dos custos, uma maior velocidade na entrega, com uma
maior produtividade utilizando um único modelo digital (CAMPBELL, 2007).
A construção civil enfrenta diversas dificuldades em todo o seu processo, desde
a fase de projetos, até a concretização da sua estrutura. De acordo com o Project
Management Institute (2004) todas as etapas da obra devem ser fundamentadas e
acessíveis, sejam elas a arquitetura, estrutura, elétrica, hidráulica e incêndio. Como
todos esses processos são feitos separadamente, ocorre uma grande dificuldade de
compatibilização, que pode ser resolvida com o avante dessa tecnologia, colocando
todos os projetos em uma mesma plataforma e observando as interferências
causadas de um projeto sobre o outro. Como consequência, há uma diminuição do
alto índice de retrabalho, que é um fator comum na construção civil. Além disso, nos
softwares BIM existem outras inúmeras vantagens, como por exemplo, a informação
dos tipos de blocos constituintes das paredes, as dimensões, o tipo de revestimento
que será utilizado e o fabricante, tudo em conjunto em um banco de dados, que por
sua vez, gera a legenda do desenho (FARIA, 2007).
Segundo Münch (2017), os níveis de BIM podem ser subdivididos em: BIM 3D:
Modelo virtual (protótipo); BIM 4D: Modelo virtual + planejamento físico da obra
(tempo); BIM 5D: Modelo Virtual + orçamento / Modelo Virtual + orçamento +
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planejamento físico da obra; BIM 6D: Sustentabilidade; BIM 7D: Facilities
Management (COBie).
Há diversos softwares que fazem uso dessa modelagem, cada um com suas
particularidades e funcionalidades. O ArchiCad® desenvolvido pela Graphisoft é a
mais antiga ferramenta BIM de projeto e continua no mercado. Ele possui uma
interface intuitiva, além de ser o único disponível para Macs. Encontra como
desvantagem não suportar regras de atualização e por ser um dispositivo baseado em
memória, ele reparte o projeto em grandes módulos para gerenciá-los (Eastman et al.,
2014).
Outro software é o Tekla Structures, oferecido pela Tekla Corp e é mais voltado
para a estrutura do edifício. Ele incorpora todos os tipos de materiais estruturais e
detalhamento, porém exige profissionais qualificados por possuir uma funcionalidade
bastante complexa (TEKLA, 2015).
De acordo com Eastman et al., (2014) o software mais conhecido e utilizado no
mercado é o Revit®. Ele foi introduzido pela Autodesk e consiste em uma família que
inclui o Revit Architecture, Revit Structure e o Revit MEP, além da possibilidade de
importar modelos do Sketch UP. Ele apresenta diversas vantagens, é de fácil
aprendizagem, uma excelente biblioteca e uma ótima interface por possuir posição
privilegiada no mercado, porém ainda há limitações como no ArchiCad®, ele também
é baseado em memória e não suporta superfícies complexas de curvas.
Ainda falando em softwares, um muito conhecido é o TQS®, que surgiu em
1986 e em 2008 estabeleceu uma parceria com a Autodesk®, onde todas as
informações do modelo estrutural podem ser transferidas para o Revit®, e em 2014
criou-se um plug-in possibilitando um aumento da quantidade e qualidade dos itens
exportados (LIMA, 2014).
Tendo como base todos esses anos de averiguação, ainda se encontra uma
grande resistência para a implantação do BIM, além do fato de haver dificuldades em
relação ao alto custo dos softwares, pois as empresas possuem a necessidade de
profissionais que saibam manuseá-lo e suscitar uma mudança de cultura. Entretanto,
pesquisas mostram que em lugares como Estados Unidos e Europa, mais de 50% dos
escritórios já utilizam da plataforma, e vale ressaltar que os projetos governamentais
são obrigados a entregarem no modelo tridimensional BIM. Essa tendência já está
sendo utilizada em alguns países como Austrália e China (TAMAKI, 2011).
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Este trabalho visa beneficiar a sociedade de uma forma geral, garantindo
edificações mais eficientes e reduzindo os custos, ao mesmo tempo em que ocorre
de uma maneira mais rápida e precisa.
1.2 Objetivos
1.2.1 Objetivos Gerais
Modelar uma estrutura de uma edificação utilizando o software Revit ® e após
compatibiliza-la no software Navisworks®, com o intuito de mostrar as diversas
possibilidades e benefícios através do uso da tecnologia BIM.
1.2.2 Objetivos específicos
Desenvolver os projetos arquitetônico, estrutural e hidrossanitário.
Estudar os softwares Revit® e Navisworks®.
Criar uma edificação a partir de uma maquete eletrônica, utilizando software
Revit ®.
Compatibilizar a edificação através do software Navisworks®
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2 REFERENCIAL TEORICO
2.1 Bim
2.1.1 História e Origem
As primeiras teorias sobre o conceito BIM (Building Information Modeling -
Modelagem da Informação da Construção) foram desenvolvidas no final da década
de 70 pelo professor Charles M. Eastman do Instituto de Tecnologia da Georgia junto
com uma equipe de estudantes, onde foi publicado um artigo sobre BDS (Building
Description System – Sistema de Descrição da Construção). Conforme Eastman et al.
(2014):
O sistema BDS foi iniciado para mostrar que uma descrição baseada em computador de um edifício poderia replicar ou melhorar todos os pontos fortes de desenhos como um meio para a elaboração de projeto, construção e operação, bem como eliminar a maioria de suas fraquezas.
Ao longo dos anos o conceito e nomenclatura foram ganhando novas formas e
apenas no início da década de 80 alguns softwares passaram a ser comercializados
para profissionais nos Estados Unidos, conhecido como BPM (Building Product Model
– Modelagem de Produto da Construção) e na Europa como PIM (Product Information
Model – Modelo de Informação de Produto). Na evolução da nomenclatura BPM E
PIM foram mesclados dando origem ao BIM.
A primeira utilização documentada do termo building modeling foi no ano de
1986 como título de um artigo de Robert Aish, que hoje compõe a equipe Autodesk®.
Em seu artigo, Aish especificou todos os argumentos conhecidos como BIM e toda a
tecnologia envolvida para implanta-lo, incluindo a modelagem tridimensional, a
geração automática de desenhos, os componentes paramétricos, os bancos de dados
relacionados e a descrição temporal das fases do processo construtivo (AISH, 1986).
Do termo “modelo de construção” tornou-se “modelo de informação de
construção” e sua utilização em inglês somente foi documentada a primeira vez em
dezembro de 1992, em um artigo escrito por G. A. Van Nederveen e F. Tolman
chamado “Automation in Construction”. No entanto, o termo BIM foi popularizado por
Jerry Laiderin como uma ferramenta que faria a representação digital do processo de
construção, facilitando a interoperabilidade de informação. A primeira aplicação do
BIM estava sob o conceito de Edifício Virtual do ArchiCAD® Graphisoft, estreando em
1987.
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2.1.2 BIM
O modelo 3D vem para substituir o tradicional 2D, o projeto em 3D economiza
tempo, custos e matérias, mostrando em tempo real qualquer objeto da edificação
permitindo uma melhor forma de verificar se há interferências entre as peças. A
modelagem 3D reúne todos os projetistas em um mesmo espaço, diminuindo os
desvios (TOTALCAD, 2017).
Uma grande parte de trabalho e tempo podem ser agilizados com a utilização
do BIM. Plantas, detalhes, elevações e especificações podem ser extraídas em
poucos cliques. Todo o planejamento da construção deve ser sincronizado para sua
visualização em tempo real.
Na figura 1 mostra uma comparação de um desenho 2D e um modelo 3D,
ilustrando como é mais fácil a visualização de objetos utilizando a modelagem 3D.
Figura 1 - Comparação de um modelo em 2D e 3D
Fonte: GBCad, 2017.
Cada autor define BIM de uma forma diferente, o Caderno BIM da Secretaria
de Planejamento do Estado de Santa Catarina (2013) define BIM de modo que como
um método que “permite a gestão da informação, por todo o ciclo de vida da
edificação, através de modelos digitais, tridimensionais e semanticamente ricos, que
formam a espinha dorsal do processo”.
Para Coelho e Novaes (2008), BIM é uma evolução dos sistemas CAD, visto
que propicia a coordenação da informação do ciclo de vida de uma edificação, a partir
de um banco de dados de um projeto, ajustando a um paradigma em três dimensões.
Com a tecnologia BIM, é possível criar digitalmente um ou mais modelos
virtuais precisos de uma construção, permitindo a visualização com detalhamento do
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projeto em estudo em um modelo 3D, que pode ser usado durante todo o ciclo de vida
do edifício. Este modelo tem como ideia central o armazenamento e compartilhamento
de todos os dados do projeto em um único modelo, que pode ser acessado e
modificado a qualquer momento por qualquer integrante da criação e execução do
projeto, mantendo ele sempre atualizado para todos. Uma funcionalidade dessa,
permite observar um modelo muito parecido com o produto final. Além do que o uso
da plataforma BIM contribui para uma construção mais sustentável, pois ajuda na
redução de desperdícios e na otimização do uso de materiais.
Segundo Crotty (2012), os objetivos do BIM era previsibilidade e lucratividade,
pois independentemente de haver outras perspectivas como a sustentabilidade e
segurança, eles cessam de forma periférica. “Não são fundamentais para a
sobrevivência de uma empresa no ramo da construção; já previsibilidade e
lucratividade são”.
2.1.3 Interoperabilidade
Entende-se que interoperabilidade é a capacidade de transferir e manusear
informações de uma mesma forma e de modo transparente (SINFIC, 2006).
Cada profissional tende a desenvolver seu próprio modelo, neste caso a
interoperabilidade faz com que todos esses modelos específicos sejam unidos em um
único modelo integrado, cada um desses modelos deve ser programado para seguir
uma padronização, permitindo assim a integração de todos eles.
A plataforma BIM integra engenheiros, arquitetos e construtores na elaboração
de um único modelo virtual com elevada precisão, permitindo que os envolvidos nesse
processo possam visualizar o modelo de diferentes perspectivas, podendo modificar
em tempo real e comparar se entra em conflito com alguma outra estrutura.
Para isso, existe uma linguagem padrão internacional para que todos esses
softwares possam permitir a troca de modelos (permitirem a interoperabilidade) entre
si, chamada Industry Foundation Classes (IFC). Os arquivos IFC utilizam a linguagem
XML (Extended Markup Language) que tem como objetivo a descrição de dados,
sendo de extrema importância para recuperação, armazenamento e transmissão de
informação de dados, permitindo a troca de documentos de programas distintos
usando sintaxe e estrutura comum (JACOSKI, 2002).
Na figura 2 podemos ver que a interoperabilidade garante que as informações
sejam compartilhadas entre os diferentes colaboradores do projeto.
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Figura 2 - Interoperabilidade do modelo Bim
Fonte: Lima (2014)
2.1.4 Dimensões
BIM possui diversas dimensões (Figura 3), um modelo pode ser 3D, 4D, 5D,
6D, 7D e os modelos BIM mais ousados dizem-se “nD”, a dimensão a qual ele será
programado, dará o tipo de informação que vai ser tirada dele.
Figura 3 - Dimensões Bim Fonte: Hamed, 2015.
Segundo a análise Münch (2017) podemos classificar os principais modelos de
dimensão como:
3D Modelo – É elaborado um protótipo visual, onde pode visualizar os objetos
dinamicamente, podendo ser analisado as possibilidades e testados os possíveis
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cenários, tendo maior informação e resultados. Dele é possível extrair informações
sobre a compatibilização do projeto.
4D Planejamento – É inserida a dimensão tempo ao modelo 3D, dele é feito um
cronograma da obra, onde pode visualizar o tempo de início e término de cada
atividade, de forma a gerar uma animação em vídeo com todo o andamento de
execução da obra, mas seu principal ponto é analise dos diversos cenários e o
consequente impacto da obra, de forma a evitar atrasos e aumento de custos.
5D Orçamento – Determina quanto cada parte da obra irá custar, podendo
produzir os quantitativos da obra através de um software de orçamento que é
vinculado diretamente ao software BIM, assim, fica garantida com precisão os
quantitativos. Vale ressaltar que qualquer mudança no modelo poderá ser atualizada
automaticamente no orçamento.
6D Sustentabilidade – É feita a análise da eficiência energética, contribuindo
para a sustentabilidade. No Revit®, por meio do aplicativo “Green Building Studio”,
nas “nuvens”, é possível fazer uma simulação da eficiência energética no modelo BIM
3D. Está análise pode ser feita diversas vezes, pois o resultado da primeira análise
pode não ser adequado.
7D Gestão de instalações – Nele é colocado todos os aspectos do projeto de
gestão de informações de ciclo de vida. Segundo Munch (2017)
Nessa fase do ciclo de vida da edificação, onde ocorre à gestão da manutenção, pode-se acessar e controlar a garantia dos equipamentos, planos de manutenção, informações referentes a fabricantes e fornecedores, dentre outros.
2.2 Revit
Originado no final de 1977, pelos os engenheiros Leonid Raiz e Irwin Jungreis,
foram sucumbidos os primeiros esboços na empresa Charles River Software,
localizada na cidade de Newton, Massachussets, EUA. O Revit foi planeado para ser
um software de modelagem, de modo que pudesse integrar a arquitetura e todos os
objetos que irão compor o projeto, transformando todo o processo da vida do edifício.
No ano 2000 a Charles River Software foi renomeada para Revit Technology
Corporation, lançando a primeira versão comercial para poucos convidados e em 2002
foi vendido para a Autodesk® pelo montante de 133 milhões de dólares (DRC, 2017).
Revit®, Revise Instantly revise instantaneamente, tem como objetivo a
modelagem consistente, coordenada e completa. Por ser um modelo virtual é possível
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empregar dados reais, obtendo facilidades na construção, reduzindo tempo e material.
Ao ser projetado em 3D, vários elementos começam a ser especificados como lajes,
vigas, paredes, esquadrias, exibindo o desempenho em união com os outros
componentes construtivos.
Os objetos do Revit® serão estabelecidos a partir de elementos, que por sua
vez constituem uma família. As famílias unem os elementos do mesmo tipo
organizando-os para que possam ser criadas e modificadas sem a necessidade de
informações adicionais. Com isto se tem uma biblioteca ampla e vasta que atenda a
todas as necessidades dos escritórios e usuários em geral.
O AutoCad® da Autodesk, inovou a maneira de desenhar com a utilização do
computador, projetando em 2D e 3D, entretanto o Revit® é uma nova ferramenta em
que os arquitetos já não utilizam o 2D e fazem vistas projetadas virtualmente trazendo
uma série de vantagens, dentre elas, a capacidade de examinar um edifício em
qualquer lugar desejado, quantificar, verificar, simular a construção da obra, e gerar
uma documentação que seja fiel ao modelo (REIS, 2017).
Utilizado atualmente como principal programa para a tecnologia BIM, ele
subdivide-se em três disciplinas, Revit Architecture, Revit Structure, Revit MEP
(mecânico, elétrico e hidráulico). No Revit Architecture é possível desenvolver todos
os detalhes da engenharia de projeto, como também possibilita o cálculo dos
orçamentos. Essa versão favorece a compatibilização revelando as interferências,
criando e otimizando uma proposta tridimensional com opções de importação e
exportação. No Revit Structure as ideias arquitetônicas ganham forma incorporando
um modelo físico a um modelo analítico independente, oportunizando análises e
projetos mais eficientes. Aos engenheiros calculistas é proporcionado a possibilidade
da importação de arquivos do AutoCad® criando um padrão para verificação estrutural
e documentação. O Revit® MEP oferece ferramentas para projetos de instalações de
sistemas Mecânicos, Elétricos e Hidráulicos, do inglês: Mechanical, Electrical,
Plumbing. Possuindo recursos como colaboração total entre as disciplinas,
ferramentas de análise de desempenho das construções, suporte para projetos
sustentáveis, entre outros (AUTODESK, 2018).
O elevado nível de versatilidade do software é um grande benefício viabilizando
vários usuários utilizarem ao mesmo tempo. Ele inclui interfaces gbXML para
simulação de energias e análises de cargas, também interfaces com ROBOT e o RISA
para análises estruturais e a capacidade de importar modelos do SketchUP e outros
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sistemas que exportam DXF. As interfaces incluem DGN, DWG, DWF, DXF, IFC, SAT,
SKV, AVI, ODBC, gbXML, BMP, JPG, TGA e TIF. (EASTMAN et al., 2014)
O conceito de Modelagem da Informação da Construção, tem como princípio
reunir a ideia de se construir um edifício virtual antes de construí-lo efetivamente.
Todas as informações necessárias para construir o edifício estão no modelo digital
criado ao se projetar com esse conceito. O modelo eletrônico torna-se um banco de
dados que permite a simulação real de um protótipo da construção verdadeira (LIMA,
2014).
2.3 Compatibilização
Um procedimento crítico para qualquer construtor é a sistematização dos
projetos. Atualmente grande parte da percepção de interferências é feita manualmente
por meio da sobreposição de desenhos, utilizando ferramentas do AutoCAD® para
justapor os elementos e visualmente detectar as intervenções. Esse panorama é lento,
depende sempre de projetos atualizados, além de ser suscetível a grandes erros. Para
abater esse problema se faz uso de aplicativos personalizados para a detecção
automática das interferências em diferentes camadas. (EASTMAN et. al, 2014)
Conforme o MakeBim (2016) existe dois tipos de tecnologia mais usadas para
essas detecções no mercado, são Solibri Model Checker e o Navisworks®. O Solibri
apresentou como dificuldade não ter licença livre para estudante e o mesmo só libera
uma versão gratuita por apenas 30 dias, já o navisworks® além de possuir uma licença
livre parcial para estudantes, é um software criado pela Autodesk®, mesma empresa
desenvolvedora do Revit®, desta forma a melhor escolha para criação deste projeto
foi o Navisworks®. Essas ferramentas fornecem uma alta capacidade de
detalhamento dos erros de forma prática e sofisticada. Porém apresentam como
dificuldade que as interferências não podem ser solucionadas imediatamente, já que
o modelo inserido está diretamente ligado ao programa ao qual foi estabelecido, ou
seja, todas as alterações devem ser feitas no modelo original.
2.3.1 Navisworks®
O Navisworks® permite que todos os profissionais envolvidos na construção
possam ter um modelo de simulação integrado em tempo real de como ficará a sua
edificação, mostrando toda a riqueza de detalhes que existir no projeto, onde todos
possam ter acesso aos dados fornecido por cada profissional (OLIVEIRA, 2015).
-
20
No Autodesk há 3 versões disponíveis para baixar esse software, sendo elas
Autodesk Navisworks® Simulate, Autodesk Navisworks® Manage e Autodesk
Navisworks® Freedom, onde todos possuem ferramentas para a simulação do projeto
em 3D, como na Figura 4. Para este projeto foi usado no Navisworks® Manage, por
ele ter versão gratuita para estudante e ser o único que fornece uma lista com as
interferências existentes.
Figura 4 - Janela do Navisworks®
Fonte: Grapho Software, 2018.
2.4 Projetos
2.4.1 Projeto Arquitetônico
É a partir do projeto arquitetônico que é estudado a melhor maneira para
atender as necessidades do cliente e dos futuros usuários daquele empreendimento,
o projeto tende a garantir que a obra seja executada como planejado prevendo
possíveis problemas futuros (SOUZA et. al., 2018).
-
21
De acordo com o IAB (Instituto dos arquitetos brasileiros), o projeto
arquitetônico se subdivide em:
Levantamento de dados / visita ao local – Nesta primeira etapa é feito
um levantamento junto ao cliente, onde ele informará todas as suas necessidades e o
objetivo daquele projeto, é visto também sobre os custos da obra e se é viável fazer
tudo o que o cliente deseja ou se deverá ocorrer modificação, após isto é feito uma
visita ao local da obra para ser analisado o terreno e dá início ao estudo do projeto, é
visto também as questões legais da edificação.
Estudo preliminar – São desenvolvidos os primeiros estudos, onde é
analisado o local como vento, vistas, orientação solar e entre outros. São geradas as
primeiras plantas para aprovação do cliente, com isto a equipe junto ao cliente poderá
ver os pontos negativos e positivos, podendo haver novas propostas até que chegue
ao resultado final.
Anteprojeto – Nesta etapa, será elaborado as plantas baixas mais
detalhadas do projeto considerando todas as exigências do estudo preliminar
aprovado pelo cliente. Com a criação da planta baixa de cada pavimento, contendo
todas as informações de cada ambiente, onde deve receber a aprovação final do
cliente e logo após é feita a compatibilização junto com os projetos complementares
feito pelas equipes responsáveis.
Projeto Legal – Nesta etapa, é feito um desenho do projeto já definido, o
projeto deve estar de acordo com o padrão dos órgãos fiscalizadores para aprovação
da prefeitura e a obra ser autorizada para execução.
Projeto Executivo – A obra só pode iniciar depois que todos os projetos
estiverem concluídos e com a equipe responsável pela execução da obra, por isso
todas plantas detalhadas do projeto devem sempre ficar no canteiro de obra sob
responsabilidade do responsável técnico pela execução e do mestre de obras.
2.4.2 Projeto Estrutural
O projeto estrutural é obtido através da análise do projeto arquitetônico e do
estudo das características do solo para que seja decidido qual o tipo de sistema
estrutural é mais adequado, além disso é levado em consideração material e mão de
obra disponível na região. Esse projeto é dividido em etapas que vai desde a primeira
visita à obra para conhecimento do terreno, passando por concepção, análise e
-
22
síntese estrutural ao detalhamento dos elementos e a formação dos desenhos
(DALDEGAN, 2016).
2.4.2.1 Lajes
Segundo Bastos (2015) lajes são classificadas como planos bidirecionais, onde
as dimensões comprimento e largura, são da mesma ordem de grandeza e bem
maiores que a terceira dimensão, a espessura. Lajes também são conhecidas como
placas ou elementos de superfície.
Elas começaram a aparecer na década de 20 conforme citado por NAPPI
(1993):
Os pavimentos superiores já começam a apresentar lajes maciças de concreto, em substituição aos assoalhos de madeira (...) Nos edifícios de médio porte e nas poucas edificações com mais de cinco pavimentos são predominantes as estruturas de aço (...) que vão cedendo lugar às de concreto armado, nos dois casos utilizando-se lajes de concreto armado e vedações de alvenaria de tijolos.
Lajes são destinadas a receber as cargas verticais, sejam elas seu peso
próprio, contrapiso, revestimentos, pessoas entre outros, tudo isso sendo transmitidos
para os seus respectivos apoios. Para efeito de cálculo, deve ser considerado que
todas as cargas devem ser uniformemente distribuídas.
Existem vários tipos de lajes que são empregadas de um modo geral, elas se
dividem de acordo com sua composição, forma, tipo de apoio e esquema de cálculo.
Conforme sua composição e forma elas podem ser consideradas mistas moldadas em
obra, mistas pré-moldadas, maciças ou nervuradas. Quanto aos tipos de apoio são
classificas como contínuas, isoladas, em balanço, cogumelo ou lisas. E em relação ao
seu esquema de cálculo podem ser armadas em uma ou em duas direções.
Laje Maciça
Por definição lajes maciças são placas de espessura uniforme, apoiadas ao
longo do seu contorno. Esses apoios podem ser constituídos por vigas ou por
alvenarias, sendo este tipo de laje predominantemente em edifícios residenciais ou
vãos pequenos (ARAÚJO, 2003).
Segundo a NBR 61188/2014 esse tipo de laje pode ser de concreto armado ou
protendido. Tem espessura normalmente no intervalo de 7cm a 15 cm e pode ser
projetada nos mais variados tipos de construção, como em reservatórios, escolas,
hospitais, muros de arrimo, edifícios de múltiplos pavimentos a construções de
pequeno porte. Elas podem ser classificadas quanto à direção:
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23
Lajes armadas em uma direção
Nas lajes armadas em uma direção a relação entre os vãos é superior a 2, ou
seja, o vão maior (Ly) é superior ao dobro do vão menor (Lx), como mostrado na figura
5. Nesses casos, o momento fletor na direção do vão maior é pequeno e não necessita
ser calculado, bastando adotar uma armadura mínima segunda esta direção
(ARAÚJO ,2003).
Figura 5 - Onde a é o vão menor e b o vão maior
Fonte: Nolasco, 2014.
Lajes armadas em duas direções
Também chamada de armadura em cruz, ocorre quando a relação entre as
duas dimensões principais (horizontais) é um número compreendido entre 0,5 e 2,0,
como é exibido na figura 6 (ADÃO; HEMERLY, 2002). Nesses casos os momentos
fletores devem ser calculados para que ocorra o dimensionamento e disponha as
armaduras correspondentes.
Figura 6 - Armadura em cruz
Fonte: Nolasco, 2014.
Vinculação
Em princípio existem três tipos de apoio das lajes, são eles paredes de
alvenaria ou de concreto, vigas ou pilares de concreto. A vinculação das bordas pode
-
24
ser por apoios simples ou engastes perfeito e com a utilização de programas
computacionais pode ser obtido o engaste elástico também. A vinculação
simplesmente apoiada ocorre quando a borda da laje é continuamente suportada por
vigas, paredes de alvenaria de tijolos cerâmicos, de blocos de concreto ou de pedras
(FILHO, 2014).
Ações que devem ser considerados
De acordo com a NBR 8681/2003, as ações podem ser classificadas em
permanentes, variáveis e excepcionais.
Ações permanentes
São aquelas que sucedem com valores constantes durante quase toda a vida
da edificação, ou as que prolongam com o tempo inclinando-se a um valor limite
constante.
Ações permanentes diretas
São constituídas pelo peso próprio da estrutura e pelos pesos dos elementos
construtivos fixos e permanentes (NBR 6118/2014).
Ações permanentes indiretas
São estabelecidas por as deformações impostas por fluência do concreto,
estreitamento, transferência de apoio, deformidades geométricas e protensão (NBR
6118/2014).
Ações variáveis diretas
São constituídas pelas cargas acidentais antecipadas para o uso da
estruturação, sejam elas ação do vento (NBR 6123/2013), ação da água (NBR
8681/2003).
Ações variáveis indiretas
São elas variações estáveis da temperatura e instáveis de temperatura e as
ações dinâmicas.
Ações excepcionais
Ocorre quando a estrutura apresenta circunstancias excepcionais de
carregamento, no qual as respostas não podem ser monitorados por outros meios
(NBR 6118/2014).
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25
Espessura mínima
Segundo a NBR 6118/2014 (item 13.2.4.1) fica estabelecido que a espessura
mínima para as lajes maciças deve respeitar:
a) 7 cm para lajes de cobertura não em balanço;
b) 8 cm para lajes de piso não em balanço;
c) 10 cm para lajes em balanço;
d) 10 cm para lajes que suportem veículos de peso total menor ou igual a 30 kN;
e) 12 cm para lajes que suportem veículos de peso total maior que 30 kN;
f) 15 cm para lajes com protensão apoiada em vigas, com o mínimo de λ/42 para lajes
de piso biapoiadas e λ/50 para lajes de piso contínuas;
g) 16 cm para lajes lisas e 14 cm para lajes cogumelo fora do capitel.
Cobrimento Mínimo
Na NBR 6118/2014 (item 7.4.7.2) determina valores para cobrimento nominal
em armaduras de laje.
Para que o cobrimento mínimo seja garantido é necessário que o projeto e a
execução considerem que o cobrimento nominal (cnom) é igual o cobrimento mínimo
(cmín) mais a tolerância de execução (c). Nas obras correntes o valor de c deve
ser maior ou igual a 10mm.
cnom = c mín + c
O cobrimento de uma barra é fornecido pelo item 7.4.7.5 da ABNT NBR
6118/2014:
a) Cnom ≥ ᶲbarra
b) Cnom ≥ ᶲfeixe = ᶲn= ᶲ√n
c) Cnom ≥ 0,5 ᶲ bainha
A dimensão máxima do agregado graúdo não pode superar 20% a espessura
nominal do cobrimento, segundo o item 7.4.7.5 da NBR 6118/2014
Dmáx ≤ 1,2 Cnom
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26
Nos projetos a agressividade ambiental é um fator de extrema relevância,
sendo obedecida pelo quadro 1.
Quadro 1 - Classe de Agressividade Ambiental
Classe de agressividade
ambiental Agressividade
Classificação geral do tipo de ambiente para efeito de
projeto
Rico de deterioração da estrutura
I Fraca Rural
Insignificante Submersa
II Moderada Urbana 1)2) Pequeno
III Forte Marinha 1)
Grande Industrial 1)2)
IV Muito Forte Industrial 1)3)
Elevado Respingos de maré
1) pode-se admitir um microclima com uma classe de agressividade mais branda (um nível acima) para ambientes internos secos (salas, dormitórios, banheiros, cozinhas e áreas de serviço de apartamentos residenciais e conjuntos comerciais ou ambientes com concreto revestido com
argamassa e pintura). 2) pode-se admitir uma classe de agressividade mais branda (um nível acima) em obras em regiões de clima seco, com umidade relativa do ar menor ou igual a 65%, partes da estrutura protegidas de
chuva em ambientes predominantes secos, ou regiões onde raramente chove. 3) Ambientes quimicamente agressivos, tanques industriais, galvanoplastia, branqueamento em
indústrias de celulose e papel, armazéns de fertilizantes, indústrias químicas.
Fonte: Tabela 6.1 da NBR 6118/2014.
Após conhecer o ambiente no qual sua estrutura será construída, cabe ao
projetista considerar a agressividade ambiental no quadro 2. Quadro 2 - Correspondência entre classe de agressividade ambiental e cobrimento
nominal para c= 10 mm
Tipo de estrutura Componente ou
elemento
Classe de agressividade ambiental
I II III IV 3)
Cobrimento nominal (mm)
Concreto armado Laje 2) 20 25 35 45
Vigas/Pilar 25 30 40 50
Concreto protendido 1) Todos 30 35 45 55 1) Cobrimento nominal da armadura passiva que envolve a bainha ou os fios, cabos e cordoalhas
sempre superior ao especificado para o elemento de concreto armado, devido aos riscos de corrosão fragilizastes sob tensão.
2) para a face superior de lajes e vigas que serão revestidas com argamassa de contrapiso, com revestimentos finais secos tipo carpete e madeira, com argamassa de revestimento e acabamento
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27
tais como pisos elevado desempenho, pisos cerâmicos, pisos asfálticos e outros tantos, as
exigências desta tabela podem ser substituídas por 7.4.7.5, respeitado um cobrimento nominal ≥ 15 mm.
3) nas faces inferiores de lajes e vigas de reservatórios, estações de tratamento de água e esgoto, condutos de esgoto, canaletas de efluentes e outras obras em ambientes química e intensamente
agressivos, a armadura deve ter cobrimento nominal ≥ 45mm.
Fonte: Tabela 7.2 NBR 6118/2014
Altura útil
Diz respeito a distância entre o centro de gravidade da armadura tracionada e
a face comprimida da seção. A norma brasileira NBR 6118/2014 não diz nada a
respeito de pré-dimensionamento, no entanto lajes retangulares com bordas
engastadas ou apoiadas, a altura útil pode ser estimada por a equação:
d= (2,5-0,1n) λ
d= altura útil da laje
n=número de bordas engastadas
λ≤ λx
0,7λy
Após conhecer a altura útil, é possível determinar a altura da laje a partir das
expressões.
h= d+ϕλ/2+c
h= altura da laje
d= altura útil
ϕλ, como se não conhece tem recomendação de adotar uma bitola de 10mm.
c= cobrimento
λx= menor vão
λy= maior vão
Momentos Fletores
Os momentos fletores são determinados conforme a laje é armada, em uma ou
duas direções.
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Cálculo das lajes armadas em uma direção
Nesse tipo de laje apenas o momento fletor na direção do maior vão necessita
ser calculado, o que permite ser feito de maneira simplificada e a favor da segurança.
O momento fletor nessa direção é obtido como para uma viga de largura unitária.
Cálculo das lajes armadas em duas direções
Para as lajes armadas em cruz, o cálculo dos esforços deve ser feito
observando-se a flexão biaxial, que vai aumentar consideravelmente a estrutura do
problema (ARAÚJO, 2003).
Existem diversos métodos para esse cálculo, alguns deles são:
Método de Marcus
É um método simples, muito utilizado em lajes de concreto armado, nele é
admitido um comportamento elástico linear. É um método bastante atrativo, tem uma
vasta disponibilidade de soluções analíticas, o que facilita sua implantação
computacional (ARAÚJO,2003).
Teoria das linhas de ruptura
Foi introduzida por K.W. Johansen sendo uma alternativa para cálculo de
esforços e reações em lajes. Nesta teoria é admitido que o material possui um
comportamento rígido-plástico e é possível determinar métodos de ruína. Atualmente
não é muito utilizado por apresentar dificuldades computacionais (ARAÚJO, 2003).
Teoria de flexão de placas
É a teoria mais exata dentro da teoria da elasticidade. É resolvido através de
equações diferenciais de quarta ordem, junto com condições de contorno. O material
apresenta um comportamento elástico linear.
Método das diferenças finitas
É um método numérico que leva a uma solução aproximada da equação
diferencial, onde o material é elástico linear. Porém apresenta dificuldade de
generalização das condições de contorno e de carregamento.
Método dos elementos finitos
É o método numérico mais utilizado ultimamente, sua formulação foi baseada
na teoria de Mindlin, sendo empregado o elemento isoparamétrico quadrático de oito
nós. Entretanto não é simples e tem um trabalho computacional extremamente
grande, o que faz dele não ser a melhor opção.
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Cálculo dos momentos atuantes
Para lajes armadas em duas direções utilizam-se tabelas de apoio encontradas
na NBR 6118/2014, encontrando seus momentos atuantes.
𝑚𝑥 = 𝜇𝑥.𝑝𝑙𝑥²
100 Para momento positivo no eixo x;
𝑚𝑦 = 𝜇𝑦.𝑝𝑙𝑥²
100 Para momento positivo no eixo y;
𝑋𝑋 = 𝜇′𝑥.𝑝𝑙𝑥²
100 Para momento negativo no eixo x;
𝑋𝑦 = 𝜇′𝑦.𝑝𝑙𝑥²
100 Para momento negativo no eixo y;
Para lajes armadas em uma direção os cálculos são feitos através das equações:
𝑀 =𝑝𝑙𝑥²
8 Para lajes apoiadas nos dois lados;
𝑀 =𝑝𝑙𝑥²
14.22 Para lajes apoiada em um lado e engastado no outro;
𝑀𝑒 = −𝑝𝑙𝑥²
8 Momento no engaste;
𝑀 =𝑝𝑙𝑥²
24 Para lajes engastadas nos dois lados;
𝑀𝑒 = −𝑝𝑙𝑥²
12 Momento no engaste;
𝑀𝑒 = −𝑝𝑙𝑥²
2 Para lajes em balanço.
Lx = menor vão
P= carga uniforme
2.4.2.2 Alvenaria Estrutural
Tauil e Nese (2010) interpretam alvenaria como o conjunto de peças
justapostas cravadas em um campo de interação, por uma argamassa adequada
produzindo um componente vertical consistente.
A alvenaria estrutural trata-se de um processo construtivo onde as paredes têm
função estrutural, ou seja, são autoportantes. Elas transmitem as ações através de
tensões de compressão, diferente da alvenaria convencional que tem função de
vedação. Na alvenaria estrutural a resistência depende unicamente da alvenaria
argamassada. Seus principais componentes são:
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30
Bloco
É o componente básico da alvenaria (NBR 15961-1/2011). Tem como atividade
dispor de resistência à compressão, além de possuir competência de prender a
argamassa tornando a parede homogenia, e ter durabilidade frente a agentes
agressivos como temperatura e umidade.
São classificados de acordo com a porcentagem de vazios. O bloco maciço,
possui um índice de vazios de no máximo 25% da área total (RAMALHO; CORRÊA,
2008), e o bloco vazado é um item da alvenaria cuja a área líquida é igual ou inferior
a 75% (NBR 6136/2016). No tocante ao detalhe de vazios a tensão ao qual se refere
a área total da unidade, é denominada área bruta, já a tensão calculada retirando a
parte dos vazios é chamada tensão em relação a área líquida.
Os blocos vazados de concreto simples para alvenaria estrutural, segundo a
NBR 6136:2016 devem atender a resistência característica do bloco a compressão,
sendo agrupados em classes.
O bloco para classe A aplica-se a em paredes externas sem revestimento com
resistência característica a compressão maior ou igual a 6MPa.
O bloco para classe B aplica-se a em paredes externas ou internas com
revestimento com resistência característica a compressão maior ou igual a 4,5MPa.
Argamassa
Junta de argamassa: Elemento utilizado nas ligações dos blocos (NBR 15961-
1/2011). A argamassa de assentamento tem função de propagar e padronizar as
tensões da alvenaria, absorver pequenas deformações, precaver funcionamento da
água e do vento e decrescer as anomalias mensuram dos blocos.
Os materiais constituintes da argamassa são o cimento Portland, cal, areia e
água. E as propriedades que devem ser atendidas são trabalhabilidade, consistência,
retenção de água, tempo de endurecimento, aderência, resistência a compressão e
principalmente resistência a plasticidade.
As argamassas são classificadas de acordo com o tipo de função que irá
exercer.
Argamassas mistas
Elas são constituídas por areia, cal hidratada e cimento. São divididas conforme
as normas americanas pelas as letras M, S, N e O. Segundo Kalil (2007) as do tipo M
são recomendadas para alvenarias com muito contato com o solo, por exemplo, muros
de arrimo, pois são muito resistentes a compressão e possui uma boa durabilidade.
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As do tipo S são indicadas para alvenarias sujeitas ao esforço de flexão, apresentando
também boa resistência a compressão e tração nas interfaces. As do tipo N, são
sugeridas para uso geral, sem contato com o solo apontando uma média resistência
a compressão e uma durabilidade apropriada. Já as do tipo O são recomendadas para
alvenaria do tipo maciça, onde a tensão de compressão não exceda 0,7 MPa e não
esteja em um meio agressivo, portando de baixa resistência a compressão e utilizando
mais em ambientes internos (KALIL, 2007).
Argamassas semi-prontas
É empregada argamassa usinada de cal e areia, onde na própria obra é feita a
adição de cimento. Neste tipo é utilizada cal virgem em pó e sua extinção é feita
através de reatores adicionando água e preparando uma pasta (KALIL, 2007)
Argamassas industrializadas
Nesse conjunto podem ser classificadas em dois grupos, um pronto e um que
necessita de um acréscimo de água no final. As mais empregadas no Brasil são as
que necessitam de água no final e são comercializadas em sacos ou granel (KALIL,
2007)
Graute
Item que tem como função ocupar as regiões vazias dos blocos, com o objetivo
de evoluir sua capacidade resistente (NBR 15961-1/2011).
O graute é uma mistura de materiais utilizada para o concreto convencional
com agregados de pequena dimensão e relativamente fluido, necessário para o
preenchimento dos vazios das unidades. Seu papel é assegurar o aumento da área
da secção transversal dos blocos, aumentando a capacidade da compressão ou
permitindo que as armaduras colocadas combatam as tensões de tração, sendo o
objetivo real aumentar a resistência da parede sem elevar a resistência do bloco
(FROLLINI, 2016).
Segundo a NBR 15961-2/2011, o graute deve ter sua resistência característica
maior ou igual a duas vezes a resistência da unidade, em razão da resistência
característica do bloco ser referida à área bruta.
Materiais Usados
Os materiais constituintes são cimento, areia, pedrisco e água. Tratando-se do
cimento deve-se haver bastante cuidado para não utilizar cimento modificado por
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pozolanas, estes por sua vez retêm muito líquido e pode interferir no fator
água/cimento.
Armaduras
As armaduras aplicadas em construções de alvenarias são as mesmas usadas
no concreto armado, encontrando-se rodeada por graute.
As alvenarias podem ser não armadas, armadas e protendidas:
Alvenaria não armada
Aplicada em edificações de pequeno porte, como residências e edifícios
de até oito pavimentos, é um sistema do tipo que não recebe graute, utilizando apenas
armaduras de aspectos construtivos como vergas, contravergas e cintas, evitando
assim o aparecimento de patologia como trincas. Segundo Parsekian et al. (2013) a
alvenaria não armada é muito resistente a compressão e pouquíssimo a tração,
portanto as tensões de tração devem-se ser muito baixas e inferiores ao baixo limite
da resistência para evitar o aparecimento de fissuras.
Alvenaria Armada
Pode ser adotada em construções de até mais de 20 pavimentos, é uma
alvenaria que recebe reforços de aço em determinadas regiões devido a exigências
estruturais. São utilizados fios, barras, e telas de aço dentro dos vazios dos blocos e
logo após vão ser grauteados e preenchidas todas as juntas verticais. Essas
armaduras são fundamentais para resistir as tensões de cisalhamento e tração,
melhorando sua ductibilidade (MAMEDIO, 2015).
Alvenaria protendida
É um tipo de alvenaria reforçada por armadura ativa, na qual será
submetida a esforços de compressão. Nela são utilizadas barras de aço roscado e
aplicado a força de protensão com macaco hidráulico (NONATO, 2013).
Modulação
Segundo Manzione (2004), coordenação modular é uma técnica que permite,
a partir de um módulo básico estabelecer as dimensões dos ambientes. É um
procedimento muito importante para que resulte em uma construção econômica e
racional.
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A modulação está relacionada a estabilidade da edificação já que a sua
estrutura ser de sustentação e por estar relacionada a outros componentes, que no
futuro do projeto irão compor todo a edificação pronta para uso (TAUIL, 2010). Assim
pode-se afirmar que modular um arranjo arquitetônico expressa acertar suas
dimensões em planta, de maneira a não precisar ou reduzir cortes ou ajustes
necessários a efetivar as paredes.
Blocos Utilizados
Existem diferentes blocos que podem ser usados em uma edificação. De
acordo com a NBR 6136/2016, que traz os blocos vazados de concreto para alvenaria
estrutural, as unidades estabelecem larguras padronizadas: largura de 15 cm,
identificados blocos M15, largura de 20 cm, M20. Segundo as normas os
comprimentos padronizados serão de 20 e 40 cm e alturas de 10 e 20 cm
respectivamente. É viável que o comprimento e a largura sejam múltiplos, facilitando
a amarração das paredes. Entretanto nem sempre essa condição pode ser atendida,
havendo necessidade de blocos com tamanhos especiais.
A coordenação modular assente através de um módulo básico, estabelecer as
extensões dos ambientes tanto no sentido horizontal, como no sentido vertical.
Modulação horizontal
O módulo horizontal, ou o módulo em planta é definido pelo seu arranjo
arquitetônico, porém para essa definição o que realmente importa é a largura do bloco
a ser adotado.
Quando se adota um determinado módulo M, ele refere-se ao comprimento real
adicionando a espessura de uma junta J. Dessa forma o comprimento real de um
bloco inteiro será 2M-J, e meio bloco M-J, como mostra a Figura 7. Tendo em vista
que as juntas mais usuais são de 1cm, de acordo com a família do M15, teremos
comprimentos nominais (15,20,30,35 e 45 cm) retirando 1cm (14,19,29,34 e 44 cm)
(RAMALHO CORRÊA, 2008). Posteriormente a escolha do módulo lança-se a
primeira fiada dentro da malha, definindo as amarrações dos cantos, encontros de
paredes, passagens de instalações e esquadrias.
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34
Figura 7 - Modulo M
Fonte: Ramalho; Corrêa, 2008.
Para cantos e amarrações, por serem pontos de transferências de cargas e
paredes e de concentrações de tensões, o tratamento requer mais atenção e soluções
especiais, como são exibidos nas Figuras 8 e 9.
Figura 8 - Amarração em T
Fonte: Ramalho; Corrêa, 2008.
Figura 9 - Amarração em L Fonte: Ramalho; Corrêa, 2008.
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Modulação vertical
Existem duas formas principais de se realizar essa modulação, a primeira em
que a distância modular é apresentada do piso ao teto, dessa forma as paredes das
extremidades terminarão com um bloco J possuindo em uma das suas laterais com
uma altura maior que a convencional, de modo a acomodar a altura da laje e as
paredes internas terão blocos canaletas comuns. E a outra possibilidade é a aplicação
da distância modular de piso a piso, onde a última fiada das paredes externas serão
formadas por blocos J, com uma das suas laterais com altura menor que a
convencional, e a paredes internas em sua última fiada, blocos compensadores.
(RAMALHO; CORRÊA, 2008)
Compressão simples
É a solicitação mais comum e mais simples a ser considerada, onde os
elementos comumente a compressão simples são os pilares e paredes, sendo
armados ou não (RAMALHO; CORRÊA, 2008).
Pilares, segundo NBR 15961-1/2011 é um elemento linear que resiste
principalmente a compressão e sua maior dimensão da seção transversal não
ultrapasse cinco vezes a menor dimensão.
Flexão simples
A flexão simples pode ser considerada uma solicitação fundamental e bastante
comum em edificações de alvenaria. As vigas e vergas são os elementos lineares com
objetivo de suportar e transmitir ações verticais mediante um comportamento de
flexão. Segundo NBR 15961-1/2011, viga é um elemento linear que resiste a flexão e
seu vão maior é igual ou superior a três vezes a altura da sua seção transversal. Verga
é uma viga alojada sobre a abertura de uma porta ou janela com função de transmitir
cargas verticais para paredes adjacentes à abertura.
Principais sistemas estruturais
Os sistemas estruturais podem ser classificados de acordo com a disposição
das paredes estruturais nos tópicos apresentados a seguir.
Paredes transversais
São paredes não estruturais, ou seja, elas não são admitidas como
participantes da estrutura. (NBR 15961-1/2011). Utilizadas em edifícios de planta
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retangular, com lajes armadas em única direção e apoiam-se nas paredes estruturais
perpendiculares ao eixo.
Paredes celulares
Nesse sistema as lajes vão ser armadas nas duas direções, possui vantagem
em relação as paredes transversais pôr as ações verticais e horizontais se distribuírem
por um maior número de paredes, conferindo uma maior rigidez ao sistema, além de
proporcionar contraventamento para resistir as ações horizontais em qualquer
direção.
Sistema complexo
É a combinação de ambos os sistemas anteriores, ou seja, como se comporta
em regiões diferentes da construção, é bastante utilizado em plantas mais complexas.
Análise estrutural
Compreende todos os procedimentos para determinar os esforços para os
elementos lineares e tensões dos outros elementos da estrutura que irá ser
considerada.
“Os carregamentos atuantes e os esforços resultantes nas lajes, bem como as
reações destes carregamentos nas paredes são determinados da maneira usual
adotada para estruturas em concreto armado, conforme as normas específicas”.
(SILVA, 1996, p.11).
Ações a serem consideradas
Ações Verticais
Para as ações verticais atuantes, as principais a serem consideradas são as
ações das lajes e o peso próprio das paredes. Para determinação desses valores de
carregamento utiliza-se a NBR 6120/1980.
- Peso próprio das paredes
𝑃 = 𝛾𝑒ℎ P: peso da alvenaria (por unidade de comprimento)
𝛾 : peso específico da alvenaria
e: espessura da parede
h: altura da parede
-
37
As paredes estruturais são apoios rígidos para as lajes, ao contrário de vigas
em uma estrutura de concreto armado, o que faz com que a rotação nos cantos das
lajes sobre os apoios rígidos seja maior para resistirem aos momentos envolventes.
Ações horizontais
As principais ações que devem ser consideradas são as ações do vento, do
desaprumo e em áreas sujeitas a abalos sísmicos (NBR 6118/2014).
Ação dos ventos
Para a determinação das ações dos ventos deve ser consultada a NBR
6123/2013, onde especifica que as pressões dos ventos são transformadas em forças
estáticas, atuando a superfície perpendicular à direção do vento.
Conforme Accetti, 1998 o vento vai atuar sobre as paredes, nas quais passam
a ação às lajes dos pavimentos. Assim as lajes distribuem parcelas da ação do vento
aos painéis de contraventamento, proporcionando rigidez de cada um. Considerando
um grupo para cada direção do vento uma vez que atuam nas duas direções,
conforme a Figura 10.
Figura 10 - Ações do vento
Fonte: Projeto de edifícios de alvenaria estrutural, 2008
Para a verificação das ações dos ventos utiliza-se da norma 6123/2013 para
efeito dos cálculos.
A força global (F) do vento sob uma edificação, chamada de força de arrasto é
obtida pela seguinte expressão:
𝐹 = 𝐶𝑎. 𝑞. 𝐴𝑒
Ca: coeficiente de arrasto
q: pressão de obstrução (N/m²)
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38
Ae: área da superfície onde o vento atua (m²)
A pressão de obstrução q, é calculada através da seguinte equação:
𝑞 = 0,613. 𝑣𝑘²
vk: velocidade característica do vento
A velocidade do vento, é obtida por:
𝑣𝑘 = 𝑆1. 𝑆2. 𝑆3. 𝑉𝑜
S1: fator topográfico
S2: fator rugosidade e regime
S3: fator estatístico
Vo: velocidade básica do vento
Desaprumo
Para o desaprumo é utilizado uma norma alemã DIN 1053/1974. O ângulo para
desaprumo do eixo da estrutura, em relação à altura da edificação, é representado
pela equação:
𝜑 =1
100√𝐻
𝜑 : ângulo em radianos
H: altura da edificação em metros
Após, é possível determinar a ação horizontal através da expressão:
𝐹𝑑 = ∆𝑃𝜑
Fd: força horizontal equivalente ao desaprumo
∆P: peso total do pavimento considerado
Abalos sísmicos
Para as ações dos sismos devem ser consideradas normas especificas, que
sejam apropriadas para a o local no qual será construído a edificação.
Segurança e estado limite
A segurança de uma estrutura pode ser entendida como a capacidade de
suportar as ações previstas ao longo de toda a vida útil, se caracteriza por hipóteses
no qual o comportamento estrutural pode vim ocorrer. Os estados de limite que devem
ser considerados são, ELU (Estado de Limite Único) e o ELS (Estado de Limite de
serviço) (BASTOS, 2015).
-
39
Segundo o item 7.3 da NBR 15961-1/2011, alguns aspectos devem ser
identificados em relação ao ELU:
a) ELU da perda do equilíbrio da estrutura, admitindo como corpo rígido;
b) ELU do esgotamento da capacidade resistente da estrutura, no todo ou em parte;
c) ELU do esgotamento da capacidade resistente da estrutura, no todo ou em parte,
considerando os efeitos de segunda ordem;
d) ELU provocado por solicitações dinâmicas;
e) ELU de colapso progressivo;
f) outros ELU que possam ocorrer em casos especiais
Segundo o item 7.4 da NBR 15961-1/2011, ELS estão relacionados a
durabilidade, aparência, conforto do usuário e funcionalidade da estrutura.
a) Danos que comprometam apenas o aspecto estético da construção ou durabilidade
da estrutura;
b) Deformações excessivas que afetem a utilização normal da construção ou seu
aspecto estético;
c) Vibração excessiva ou desconfortável.
Resistência à compressão da alvenaria
A resistência da alvenaria a compressão depende das resistências da
argamassa e dos blocos. A relação entre a resistência das unidades e da alvenaria é
identificada como fator de eficiência, ensaios mostram que o fator de eficiência diminui
com o aumento da resistência das unidades e cresce com o aumento da relação
altura, da unidade pela espessura da junta (CAMACHO; 1986).
De acordo com a BS-5628/1992, a resistência à compressão característica da
alvenaria (fck) pode ser estabelecida através de ensaios efetuados em painéis de
paredes representativos. Para alvenarias com amarração e assentamento normais,
as resistências à compressão podem ser obtidas por tabelas, onde estas resistências
são referidas à área bruta das unidades.
De acordo com a NBR 10837/1989,” a resistência à compressão deve ser a
resistência média encontrada em ensaios de prisma fp ou de parede fpa,
desprezando-se também os efeitos da esbeltez”.
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Blocos
A eficiência é dada a partir da seguinte expressão (RAMALHO; CORRÊA,
2008.), na qual pode ser consultada no Quadro 3.
𝑛 =𝑓𝑝𝑎𝑟
𝑓𝑏
fpar: resistência da parede
fb: resistência no bloco
Quadro 3 - Valores de eficiência parede-bloco
Bloco Valor mínimo Valor máximo
Concreto 0,4 0,6
Cerâmica 0,2 0,5 Fonte: Ramalho; Corrêa, 2008.
Argamassa
Quando se trata de argamassa, é importante frizar dois fatores em relação a
resistência à compressão das paredes: a espessura da junta horizontal e a resistência
à compressão da argamassa.
Segundo Gomes (1983), a argamassa de assentamento deve ter como
resistência um valor entre 70% e 100% da própria resistência do bloco, podendo-se
dizer que argamassas com resistências em torno de 50% da do bloco, dificilmente
ocorrerá uma queda significativa na resistência da parede.
Graute
Segundo o item 6.1.3 da NBR 15961-1/2011, a influência do graute na
resistência da alvenaria deve ser verificada em laboratório nas condições de
utilização. Sua avaliação da influência deve ser feita observando o ensaio de
compressão de prismas, pequenas paredes ou paredes. E em componentes de
alvenaria armada, a resistência à compressão deve ser um valor mínimo de 15 MPa.
2.4.3 Projeto Hidrossanitário
Segundo a NBR 13531/1995, as instalações prediais têm embasamento no
Produto constituído por conjunto de componentes construtivos definidos em conformidade com princípios e técnicas específicos da arquitetura e da engenharia para, ao integrar a edificação, desempenhar, em níveis adequados, determinadas funções (ou serviços) de condução de energia, gases, líquidos e sólidos.
-
41
2.4.3.1 Água Fria
A instalação predial de água fria equivale em um grupo de tubulações,
equipamentos, reservatórios e dispositivos, com objetivo de abastecimento dos
aparelhos e pontos de utilização de água da edificação, em parcela considerável, com
propósito de preservar as particularidades da água fornecida pelo processo de
fornecimento (CARVALHO JUNIOR, 2013).
De acordo com a NBR 5626/1998 as instalações devem ser projetadas a fim
de que atendam alguns parâmetros:
- Conservar a potabilidade da água;
- Assegurar o abastecimento de água de forma ininterrupta em quantidade adequada
e com pressões e velocidades compatíveis;
- Viabilizar controle de água e de energia;
- Ocasionar manutenção fácil e econômica;
- Impedir níveis de ruído;
Sistemas de abastecimento
Os sistemas de abastecimento da rede predial podem ser divididos em três
tipos: direto, indireto e misto. Cada um deles com suas particularidades, vantagens e
desvantagens.
Sistema de abastecimento direto
Nesse grupo toda rede predial é abastecida propriamente da rede pública, onde
a organização é de forma ascendente e não se encontram reservatórios domiciliar. É
um recurso com pequeno custo de instalação e com água limpa. Porém apresenta um
problema depender exclusivamente da rede pública. (NBR 5626/1998).
Sistema de abastecimento indireto
No sistema indireto a alimentação é feita por meio de reservatórios, ele se
divide em três grupos:
- Indireto sem bombeamento
A rede pública é necessária para alimentar o reservatório superior. O
reservatório alimenta os pontos por gravidade, tendo que estar a uma altura superior
a qualquer ponto de consumo (CARVALHO JÚNIOR, 2013).
- Indireto com bombeamento
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Nesse método a pressão da rede pública não é suficiente para alimentar o
reservatório superior, necessitando fazer uso de um reservatório inferior no qual é
abastecido por um sistema de recalque (CARVALHO JÚNIOR, 2013)
- Indireto hidropneumático
É um sistema que necessita de um equipamento para pressurização da água
com suporte de um reservatório inferior. Exige particularidades adicionais e um custo
alto (CARVALHO JÚNIOR, 2013).
Sistema de distribuição mista
Uma parte da distribuição é alimentada diretamente pela rede de distribuição e
outra parte indiretamente. Possui como principais vantagens água limpa e sem
interrupções, e a instalação da válvula de descarga.
Consumo diário das edificações
Para estimar o consumo diário é necessário verificar a quantidade de pessoas
e a natureza do local, é calculado pela seguinte fórmula (NBR 5626/1998):
𝐶𝑑 = 𝑃𝑥𝑞 Cd= consumo diário (litros/dia)
P= população
q= consumo per capita (litros/dia)
Capacidade dos reservatórios
Conforme a NBR 5626/1998, a capacidade mínima dos reservatórios devem
ser 500L, e o volume necessário deve atender 24 horas de consumo normal do
edifício, sem ser considerado o volume de água para combate de incêndio. O volume
da capacidade do reservatório é dado através da equação:
𝐶𝑅 = 2𝑥𝐶𝑑 CR= Capacidade total do reservatório (litros)
Cd= consumo diário (litros/dia)
Segundo Creder (1995) os reservatórios devem ter capacidade suficiente para
dois dias de consumo e que o reservatório inferior armazene 60% e o superior 40%
do consumo. Colocando a reserva de incêndio no reservatório superior.
-
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Rede de distribuição
A rede de distribuição de água fria é formada pelo conjunto de canalizações
que interligam os pontos, traçando de forma que a canalização do banheiro seja
diferente da canalização da área de serviço e cozinha (CARVALHO JUNIOR, 2013).
Barrilete: De acordo com a NBR 5626/1998:
Tubulação que se origina no reservatório e da qual derivam as colunas de distribuição, quando o tipo de abastecimento é indireto. No caso de tipo de abastecimento direto, pode ser considerado como a tubulação diretamente ligada ao ramal predial ou diretamente ligada à fonte de abastecimento particular.
Colunas de distribuição: É a coluna derivada do barrilete com intenção
de alimentar os ramais (NBR 5626/1998).
Ramais: Canalização derivada da coluna de distribuição, a fim de
distribuir aos sub-ramais (NBR 5626/1998).
Sub-ramais: Tubulação que liga o ramal à sua utilização (NBR
5626/1998).
Materiais
Para a escolha dos materiais é de fundamental importância utilização das
normas, para que parâmetros de segurança economia, conforto e higiene sejam
atendidos.
De acordo com a NBR 5626/1998, os tubos e conexões constituintes de uma
instalação predial de água fria podem ser de PVC rígido, aço galvanizado, cobre, ferro
fundido de tal modo que satisfaçam a condição de que a pressão de serviço não deva
ser superior a pressão estática. Esses utensílios devem ser próprios para a condução
de água potável e devem conter especificações para recebimento, relativo a cada um
deles, inclusive métodos de ensaio.
Os tubos e conexões mais utilizados são os de PVC, em relação aos outros
materiais possuem diversas vantagens como maior resistência mecânica e a
corrosão, leveza, baixo custo e menor perda de carga (CARVALHO JÚNIOR, 2013).
Altura dos pontos
Os posicionamentos da altura dos pontos de água são pré-determinados nos
aparelhos, são elas especificadas no quadro 4.
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Quadro 4 - Altura dos pontos
Bacia sanitária com válvula H= 33 cm
Bacia sanitária com caixa acoplada H= 20 cm
Ducha higiênica H= 50 cm
Bidê H= 20 cm
Banheira de hidromassagem H= 30 cm
Chuveiro ou ducha H= 220 cm
Lavatório H= 60 cm
Mictório H= 105 cm
Máquina de lavar roupa H= 90 cm
Máquina de lavar louça H= 60 cm
Pia H= 110 cm
Tanque H= 115 cm
Torneira de limpeza H= 60 cm
Torneira de jardim H= 60 cm
Registro de pressão H= 110 cm
Registro de gaveta H= 180 cm
Válvula de descarga H= 110 cm Fonte: Carvalho Júnior (2013)
Dimensionamento da tubulação de água fria
Vazão
Empregando o método dos pesos relativos (Quadro 5) é possível determinar a
vazão a partir da fórmula (NBR 5626/1998):
𝑄 = 0,3√ΣP
Q= vazão (l/s)
ΣP= somatório dos pesos específicos
Quadro 5 - Tabela de pesos da norma
Aparelho sanitário Peça de utilização Vazão do projeto
(L/s) Peso relativo
Bacia sanitária
Caixa de descarga 0,15 0,3
Válvula de descarga 1,7 32
Banheira Misturador (água fria) 0,3 1
Bebedouro Registro de pressão 0,1 0,1
Bidê Misturador (água fria) 0,1 0,1
Chuveiro ou ducha Misturador (água fria) 0,2 0,4
Chuveiro elétrico Registro de pressão 0,1 0,1
Lavadora de pratos ou de roupas Misturador (água fria) 0,3 1
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45
Lavatório Torneira ou misturador (água
fria) 0,15 0,3
Mictório cerâmico
Com sifão
integrado Válvula de descarga 0,5 2,8
Sem sifão
integrado
Caixa de descarga, registro de pressão ou válvula de descarga para mictório 0,15 0,3
Mictório tipo calha Caixa de descarga ou
registro de pressão 0,15 por metro de
calha 0,3
Pia
Torneira ou misturador (água fria) 0,25 0,7
Torneira elétrica 0,1 0,1
Tanque Torneira 0,25 0,7
Torneira de jardim ou lavagem em
geral Torneira
0,2 0,4 Fonte: NBR 5626, 1998
Diâmetro
O diâmetro pode ser calculado através da equação (NBR 5626/1998):
𝐷𝐼 = √8,69.10^5. 𝑄^1,75
0,08
DI = diâmetro calculado
Q= vazão
Através do diâmetro calculado verifica-se o diâmetro nominal conforme o
quadro 6.
Quadro 6 – Diâmetro calculado
Fonte: SOUZA (2014)
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46
Velocidade
Segundo a NBR 5626/1998 as tubulações devem ser dimensionadas de modo
que a velocidade da água, em qualquer trecho não ultrapasse valores superiores a 3
m/s. Caso isso ocorra, haverá ruído desagradável na tubulação, devido a vibrações
das paredes ocasionada pela ação do escoamento da água. É dada por a equação:
𝑉 =4000𝑄
𝜋𝐷𝐼²
V= velocidade (m/s) DI= Diâmetro calculado (mm)
Perda de Carga
Quando um fluido escoa, encontra um movimento relativo entre suas partículas,
convertendo um atrito entre elas. Essa energia é dissipada em forma de calor, ou seja,
a perda de carga é a diferença entre a energia inicial e a final de um líquido, quando
ele flui de uma canalização para outra. Dois fatores são importantes para determinar
perda de carga, a viscosidade e a turbulência, pois quanto mais rugoso maior será o
atrito interno (CARVALHO JÚNIOR, 2003). Pode ser determinada por as equações,
com base nos quadros 7 e 8:
Para tubos rugosos:
𝐽 = 20,2. 106. 𝑄1,88. 𝑑−4,88
J= perda de carga (m/m)
Q= vazão (L/s)
D= diâmetro (mm)
Para tubos lisos:
𝐽 = 8,69. 106. 𝑄1,75. 𝑑−4,75
J= perda de carga (m/m)
Q= vazão (L/s)
D= diâmetro (mm)
-
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Quadro 7 - Perda de carga em conexões para tubo rugoso
Fonte: Tabela A.2 da ABNT 5626/1998
Quadro 8 - Perda de carga em conexões para tubo liso
Diâmetro nominal
(DN)
Tipo de conexão
Cotovelo 90º Cotovelo
45º Curva 90º
Curva 45º
Tê passagem direta
Tê passagem lateral
15 1,1 0,4 0,4 0,2 0,7 2,3
20 1,2 0,5 0,5 0,3 0,8 2,4
25 1,5 0,7 0,6 0,4 0,9 3,1
32 2 1 0,7 0,5 1 4,6
40 3,2 1 1,2 0,6 2,2 7,3
50 3,4 1,3 1,3 0,7 2,3 7,6
65 3,7 1,7 1,4 0,8 2,4 7,8
80 3,9 1,8 1,5 0,9 2,5 8
100 4,3 1,9 1,6 1 2,6 8,3
125 4,9 2,4 1,9 1,1 3,3 10
150 5,4 2,6 2,1 1,2 3,8 11,1 Fonte: Tabela A.2 da ABNT 5626/1998
Pressão
Nas instalações são consideradas três tipos de pressão: a estática (quando não
existe escoamento), dinâmica (pressão com a água em movimento) e a pressão de
serviço (pressão máxima).
A NBR 5626/1998 determi